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邏輯門(粵拼:lo4 cap1 mun4,有時叫邏輯閘;英文:logic gate)係廿一世紀初電子工程上最重要嘅電子元件之一。一道邏輯門定義上係指「一個布林(Boolean)函數嘅實現」[註 1]:一道邏輯門會攞一個或者多個二元嘅輸入-即係每個輸入得嗰兩個可能數值 1 同 0;然後道邏輯門會按某啲特定嘅法則,俾一個同樣係二元(1 或者 0)嘅輸出[1]。
舉個簡單例子,與門(AND gate)係最常用嘅邏輯門之一。一道與門會攞兩個二元輸入,按邏輯與(AND)嘅法則計個輸出出嚟-如果兩個輸入嘅數值都係 1,輸出就會係 1,否則輸出就會係 0。用真值表嚟表達嘅話,與門係噉(if 輸入 A 係 1 AND 輸入 B 係 1,個輸出先會係 1)[2]:
輸入 | 輸出 | |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
想像一道用電晶體(transistor)實現嘅與門:電晶體係一種半導體零件,可以做到用電控制電嘅效果-一粒電晶體可以有三個或者以上嘅終端分別駁住電路,而其中一個終端受嘅電壓或者電流會控制第啲終端過唔過到電[3];想像附圖嗰幅電路圖解, 同 分別通過一粒電晶體駁住 同 之間條電路,每粒電晶體各有三個終端,喺受到 或者 嚟嘅電嗰陣先會容許另外嗰兩個終端過電;於是,一定要當 同 都有電過嗰陣(兩個都係 1), 同 之間先會過到電,令 俾出「有電」(1)嘅輸出-呢個電路係與門概念嘅一個物理呈現[4]。
一部數碼電腦就係用咗大量呢啲電路組成嘅超級運算機械-喺廿一世紀初,一塊普通嘅 CPU 上面閒閒地可以有數量斷億計嘅邏輯門,令到一部電腦能夠係噉對一串以二進制表達嘅數字嚟進行運算[5][6]。
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除咗與門之外,邏輯門仲有或門(OR gate)同非門(NOT gate)等多個款,每款都做某種特定嘅邏輯運算[7][8]。
與門同或門等嘅基本邏輯門做嘅係最簡單嗰啲運算,而呢啲基本邏輯門可以砌埋一齊,做更複雜嘅數學運算。事實係,憑住唔同類嘅邏輯門,電子工程師能夠砌出曉做加法、做減法、同多種其他運算嘅集成電路(integrated circuit)。
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